热带鱼的技术博客

万维网（WWW）由蒂姆·伯纳斯-李于1989年在CERN提出，通过超文本技术将全球信息资源链接成逻辑网络，用户可交互式访问。其核心由 HTML（定义网页结构）、URL（资源唯一标识符）和 HTTP 协议（支持浏览器与服务器通信）构成，结合浏览器解析与服务器存储实现信息传输。HTTP/1.1 通过持续连接和流水线请求显著提升效率，代理服务器与Web缓存机制减少延迟和服务器负载，Cookie 技术解决 HTTP 无状态问题以支持用户身份识别。万维网支持静态、动态及活动文档类型，从早期静态页面发展为支撑电商、

电子邮件（E-mail）是因特网上最早流行的一种应用，并且仍然是当今因特网上最重要、最实用的应用之一。它通过电子方式发送和接收消息，极大地改变了人们的沟通方式。电子邮件使用方便、传递迅速而且费用低廉。它不仅可以传送文字信息，而且还可附上声音和图像。由于电子邮件的广泛使用，现在许多国家已经正式取消了电报业务。在我国，电信局的电报业务也因电子邮件的普及而濒临消失。

文件传送协议FTP（File Transfer Protocol）是一种基于网络的应用层协议，用于在客户端和服务器之间进行文件传输，是因特网上使用得最广泛的文件传送协议。

域名系统（DNS，Domain Name System）是互联网的核心基础设施之一，也是互联网的一项核心服务，负责将人类可读的域名（如 www.example.com）转换为计算机可识别的 IP 地址（如 192.0.2.1）。DNS 的存在使得用户可以通过易于记忆的域名访问网络资源，而无需记住复杂的IP地址。

动态主机配置协议（DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol）是一种网络管理协议，用于自动分配IP地址及其他网络配置参数（如子网掩码、默认网关、DNS服务器地址等）给网络中的设备。它基于客户端/服务器架构，通过集中管理IP地址池，简化了网络设备的配置过程。

网络应用程序运行在处于网络边缘的不同的端系统上，通过彼此间的通信来共同完成某项任务。开发一种新的网络应用首先要考虑的问题，就是网络应用程序在各种端系统上的组织方式和它们之间的关系，目前流行的主要有以下两种：客户/服务器(Client/Server，C/S)方式对等(Peer-to-Peer，P2P)方式

应用层是计算机网络体系结构的最顶层，它直接面向用户和应用程序，解决通过应用进程的交互来实现特定网络应用的问题，是设计和建立计算机网络的最终目的，也是计算机网络中发展最快的部分。应用层协议定义了应用进程间通信和交互的规则，这些协议主要解决的是网络应用程序与网络服务之间的通信问题。

在 TCP 传输过程中，由于网络拥塞、链路故障等因素，数据可能会出现丢失或乱序的情况。传统的 TCP 确认机制是累积确认，TCP 接收方只能对按序收到的数据中的最高序号给出确认。通过确认号告知发送方下一个期望接收的字节序号，发送方只能知道在此之前的数据已被正确接收。当发送方超时重传时，接收方之前已收到的未按序到达的数据也会被重传。这种方式在数据丢失或乱序时可能导致发送方不必要地重传大量已经成功接收的数据，降低了传输效率。

TCP 的超时重传是保证数据可靠传输的重要机制之一保证数据可靠性：通过超时重传机制，即使在网络状况不佳，出现数据包丢失等情况时，也能够确保数据最终能够完整、准确地被接收方接收，从而保证了数据传输的可靠性。自适应网络变化：能够根据网络的实时状况动态调整超时时间和重传策略，较好地适应不同网络环境下的传输需求，提高网络资源的利用率和数据传输效率。

在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络性能就要变坏，这种情况就叫作拥塞(congestion)。若出现拥塞而不进行控制，整个网络的吞吐量将随输入负荷的增大而下降。TCP 的拥塞控制机制通过动态地调整发送方的发送速率，使网络中的数据流量保持在一个合理的水平，以提高网络资源的利用率和数据传输的效率，同时保证数据传输的可靠性。

当 TCP 客户端持续发送大量数据时，应用程序可能正忙于其他任务，并不一定能够立刻取走数据，这会造成接收方接收缓存的溢出，导致数据丢失。TCP 为应用程序提供了流量控制（Flow Control）机制，以解决因发送方发送数据太快而导致接收方来不及接收，造成接收方的接收缓存溢出的问题。

TCP是面向连接的协议，它基于运输连接来传送TCP报文段。TCP运输连接的建立和释放，是每一次面向连接的通信中必不可少的过程。TCP运输连接有以下三个阶段：通过“三报文握手”来建立TCP连接。基于已建立的TCP连接进行可靠的数据传输。在数据传输结束后，还要通过“四报文挥手”来释放TCP连接。

传输控制协议（Transmission Control Protocol，TCP）协议是互联网上最常用的传输层协议之一，它负责提供可靠的端到端数据传输服务。TCP 协议采用连接导向的通信方式，通过三次握手建立连接，使用序号和确认机制确保数据的可靠传输。

端口号只具有本地意义，即端口号只是为了标识本计算机网络协议栈应用层中的各应用进程。在因特网中不同计算机中的相同端口号是没有关系的，即相互独立。另外，TCP和UDP端口号之间也是没有关系的。

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层（运输层）通信协议。UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无连接的、不可靠的传输层（运输层）协议。

运输层是TCP/IP体系结构中一个关键的组成部分，它位于网络层和应用层之间，负责为两个主机之间提供端到端的通信服务。运输层的主要任务是处理与数据包的传输和接收相关的各种功能，以确保数据在源主机和目标主机之间可靠、有效地传输。

软件定义网络（Software Defined Networking，SDN）是一种新兴的网络架构，旨在通过网络控制与数据转发的分离，实现网络的集中管理和灵活性。SDN 是由美国斯坦福大学 Clean Slate 课题研究组提出的一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。其起源可追溯到 2006 年斯坦福大学的 Clean Slate 研究课题，而正式提出 SDN 概念则是在 2009 年。

IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网上的下一代 IP 协议，用于解决 IPv4 地址空间有限的问题。

移动IP（Mobile IP）技术，是因特网工程任务组IETF开发的一种技术 [RFC 3344]，该技术使得移动主机在各网络之间漫游时，仍然能够保持其原来的 IP 地址不变，即允许移动设备在不改变其IP地址的情况下，在不同网络之间切换并保持持续连接的网络协议。移动IP技术还为因特网中的非移动主机提供了相应机制，使得它们能够将IP数据报正确发送到移动主机。

仅使用 IGMP 并不能在因特网上进行IP多播。连接在局域网上的多播路由器还必须和因特网上的其他多播路由器协同工作，以便把 IP 多播数据报用最小的代价传送给所有的多播组成员，这就需要使用多播路由选择协议。

要在因特网上进行IP多播，就必须要考虑IP多播数据报经过多个多播路由器进行转发的问题。多播路由器必须根据IP多播数据报首部中IP多播地址，将其转发到有该多播组成员的局域网。网际组管理协议（Internet Group Management Protocol，IGMP）是 TCP/IP 体系结构网际层中的协议，其作用是让连接在本地局域网上的多播路由器知道本局域网上，是否有主机(实际上是主机中的某个进程)加入或退出了某个多播组。

多播（Multicast，也称为组播）是一种实现“一对多”通信的技术，允许一台或多台主机（多播源）发送单一数据包到多台主机（一次的，同时的），与传统单播“一对一”通信相比，多播可以极大地节省网络资源。在因特网上进行的多播称为IP多播，也称多址广播或组播，是一种允许一台或多台主机（多播源）发送单一数据包到多台主机（一次的，同时的）的 TCP/IP 网络技术。多播的基础概念是“组”。一个多播组就是一组希望接收特定数据流的接收者，这个组没有物理或者地理的边界，组内的主机可以位于互联网或者专用网络的任何地方

尽管因特网采用了无分类编址方法来减缓 IPv4 地址空间耗尽的速度，但由于因特网用户数量的急剧增长，特别是大量小型办公室和家庭网络接入因特网的需求不断增加，IPv4地址空间即将耗尽的危险仍然没有解除（实际上，因特网号码分配管理局 IANN 于 2011 年 2 月 3 日宣布，IPv4 地址已经分配完毕）。网络地址转换（NetworkAddress Translation，NAT）技术于 1994 年被提出，用来缓解 IPv4 地址空间即将耗尽的问题。

虚拟专用网（Virtual Private Network，VPN）：利用公用的因特网作为本机构各专用网之间的通信载体，这样形成的网络又称为虚拟专用网。出于安全考虑，专用网内的各主机并不应该直接“暴露”于公用的因特网上。因此，给专用网内各主机配置的 IP 地址应使各主机在专用网内可以相互通信，而不能直接与公用的因特网通信。给专用网内各主机配置的 IP 地址，应该是该专用网所在机构可以自行分配的IP地址，这类IP地址仅在机构内部有效，称为专用地址(PrivateAddress)，不需要向因特网的管理机

边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)属于外部网关协议 EGP 这个类别，用于自治系统 AS 之间的路由选择协议。由于在不同 AS 内度量路由的“代价”（距离、带宽、费用等）可能不同，因此对于AS之间的路由选择，使用统一的“代价”作为度量来寻找最佳路由是不行的。BGP 只能是力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由(即不能兜圈子)，而并非要寻找一条最佳路由。

开放最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）协议是为了克服路由信息协议RIP的缺点在1989年开发出来的，是一种用于网际协议（IP）网络的链路状态路由协议。“开放”表明 OSPF 协议不是受某一厂商控制，而是公开发表的，“最短路径优先”是因为使用了 Dijkstra 提出的最短路径算法(ShortestPath First，SPF)“开放最短路径优先”只是一个路由选择协议的名称，但这并不表示其他的路由选择协议不是“最短路径优先”。用于自治系统AS内部的各种路由选

路由信息协议(Routing Information Protocol，RIP)，是一种基于距离矢量算法的动态路由协议，主要用于在计算机网络中选择最佳路径，并确保数据包能够正确地从源地址传输到目的地址。RIP 是内部网关协议中最先得到广泛使用的协议之一，其相关标准文档为 [RFC 1058]。

IP 数据报的发送和转发过程包含以下两个过程：主机发送IP数据报路由器转发IP数据报

IPv4 数据报的首部格式及其内容是实现 IPv4 协议各种功能的基础。在 TCP/IP 标准中，各种数据格式常常以32比特(即4字节)为单位来描述

在数据包的传送过程中，数据包的源IP地址和目的IP地址保持不变，因为IP地址是用来识别网络中的逻辑位置，而不是物理位置。在数据包的传送过程中，数据包的源MAC地址和目的MAC地址逐链路（或逐网络）变化地址解析协议（ARP，Address Resolution Protocol）是一种用于将网络层（IP层）的32位IP地址解析为数据链路层（物理层）的48位MAC地址的协议。用于解决同一局域网内，主机之间或路由器的 IP 地址和 MAC 地址的映射问题，不能跨网络使用。

IPv4地址的应用规划是指将给定的 IPv4地址块 (或分类网络)划分成若干个更小的地址块(或子网)，并将这些地址块(或子网)分配给互联网中的不同网络，进而可以给各网络中的主机和路由器的接口分配 IPv4地址。

IPv4 地址是由 32位二进制数 表示，通常以“点分十进制”（dotted decimal）的形式呈现，如 192.168.0.1。IPv4 地址由两部分组成，网络部分和主机部分：网络部分用来标识网络主机部分用来标识网络中的具体设备

网际协议(Internet Protocol，IP)是 TCP/IP 体系结构网际层中的核心协议，也是构成互联网的基础。IP 协议是一种用于在计算机网络中传输数据的协议，是 TCP/IP 协议组中的网络层协议之一。它主要负责将数据包从源地址传输到目的地址，它通过 IP 地址来识别网络中的计算机和设备，实现了计算机之间的通信。

网络层是计算机网络体系结构中的第三层，OSI七层模型中的第三层，也是TCP/IP模型中的第二层。位于数据链路层之上和传输层之下。它的主要职责是在源主机和目标主机之间提供数据包的传输服务。它负责将数据从一个网络传输到另一个网络，确保数据能够跨越多个网络边界（如路由器）到达目的地，具体包括路由选择、逻辑地址分配、分组和重组、流量控制、拥塞控制和错误处理。网络层的主要任务就是将分组从源主机经过多个网络和多段链路传输到目的主机，可以将该任务划分为分组转发和路由选择两种重要的功能。

随着移动通信技术的发展，无线局域网（Wireless Local Area Network，缩写为 WLAN 或 WiFi）自20世纪80年代未以来逐步进入市场。无线局域网是指使用无线电波或其他无线通信技术在有限区域内建立的计算机网络。WLAN 使用无线接入点（Access Point，AP）或者基站（Base Station）来提供无线网络服务，允许终端设备（如笔记本电脑、智能手机和平板电脑）在无需物理连接的情况下接入互联网或局域网。

虚拟局域网(Virtual LocalArea Network，VLAN )是一种将局域网内的站点划分成与物理位置无关的逻辑组的技术，一个逻辑组就是一个 VLAN，VLAN 中的各站点具有某些共同的应用需求。属于同一 VLAN 的站点之间可以直接进行通信，而不同VLAN中的站点之间不能直接通信。连接在同一交换机上的多个站点可以属于不同的 VLAN，而属于同一 VLAN 的多个站点可以连接在不同的交换机上。

以太网的 MAC 帧 格式主要有两类：DIX Ethernet V2 的帧格式（以太网V2的帧格式）和IEEE 802.3 的帧格式，二者仅“类型”字段有差别，而 DIX Ethernet V2 的帧格式 更为流行。

仅使用交换机（而不使用集线器）的以太网就是交换式以太网。以太网交换机是一种网络交换设备，主要用于在计算机网络中传输以太网数据包。它通过连接多个网络节点（如计算机、服务器、打印机等）来实现数据的快速传输和通信。交换机的每个接口可以连接计算机（主机），也可以连接集线器或另一个交换机。当交换机的接口与计算机或交换机连接时，可以工作在全双工方式，并能在自身内部同时连通多对接口，使每一对相互通信的计算机都能像独占传输媒体那样，无碰撞地传输数据，这样就不需要使用 CSMA/CD 协议了。

在共享式以太网中，所有用户共享同一带宽。随着网络用户数的增加，每个用户的实际可用带宽会逐渐减少。这是因为当信息繁忙时，多个用户可能同时“争用”一个信道，而一个信道在某一时刻只允许一个用户占用。因此，大量的用户经常处于监测等待状态，导致信号传输时产生抖动、停滞或失真，从而严重影响了网络的性能。因此，我们需要将现有的以太网网络扩展至更大的规模或更远的距离，同时保持网络的高效运行。

共享式以太网是当今局域网中广泛采用的一种通信协议标准，它定义了局域网（LAN）中电缆的类型和信号处理方法。共享式以太网中的所有节点都共享一段传输信道，并通过该信道传输信息。采用带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）机制。当以太网中的一台主机要传输数据时，会先侦听信道上是否有其他设备正在传输，如果信道空闲，则开始传输数据；如果侦听到冲突，则等待一段时间后再次尝试传输。